● 摘要
异步电机在电动执行器上应用广泛。本文针对执行器对电机力矩的测量要求以及异步电机转矩检测方法的研究现状，研究了无传感器转矩检测技术在执行器转矩检测中的应用和实现。论文的主要研究内容包括异步电机无传感器转矩测量方法的研究、执行器转矩检测装置通信方式的研究以及测试性设计。本文提出了两种简单实用的无转矩、转速传感器转矩测量方案。一种是基于混合定子磁链观测模型的转矩测量方法，转矩观测所需要的转速信号通过稳态速度估计的方法得到；另一种是基于滑模自适应方法的转矩观测器，通过自适应速度估计的方法获取电机转速信号。论文对滑模转矩观测器以及速度自适应率的设计方法做了详细介绍。论文通过仿真的方法对本文提出的基于混合定子磁链观测模型的转矩检测方法以及滑模自适应转矩观测方法进行了研究。详细讨论了两种方法的转矩观测精度、高频和低频运行性能、动态特性以及参数敏感性。论文设计了基于TMS320LF2407A型DSP的无传感器转矩检测系统。该系统主要包括信号采集电路、CAN通讯接口、SCI通讯接口以及D/A转换电路等，并在该硬件基础上编写了第一种转矩检测方法的实现程序。论文还研究了CAN总线通讯方案在执行器转矩检测中的应用和实现方法以及该转矩检测系统的测试性设计。论文中关于无传感器转矩检测技术及其实现方法的研究为该技术进一步工程化打下了基础。